Java语言同步方法解析与应用

"Java语言程序设计案例教程-同步方法" 在Java编程中，同步方法是多线程编程中一个至关重要的概念。同步方法通过使用`synchronized`关键字来确保在同一时间只有一个线程能够执行特定的方法，从而避免了数据的不一致性和并发问题。这在多个线程访问共享资源时尤其重要，可以防止竞态条件和死锁的发生。 1. **静态（类）同步方法**： 当`synchronized`关键字修饰一个静态方法时，它锁定的是对应的类的Class对象。这意味着，无论有多少个该类的实例，只要类的静态方法正在被一个线程执行，其他所有尝试访问该静态方法的线程都将被阻塞，直到当前线程执行完毕。这是因为静态方法属于类，而非类的实例。 2. **非静态（实例）同步方法**： 如果`synchronized`关键字用于非静态方法，它锁定的是当前对象。这意味着，即使在同一类中有多个实例，每个实例都有自己的锁，所以当一个线程进入某个实例的同步方法时，其他线程仍然可以访问其他实例的相同方法，但不能访问当前实例的同步方法，直到当前方法执行结束。 3. **同步的作用**： 同步方法的主要目的是保证线程安全，尤其是在多线程环境中，当多个线程试图同时修改共享数据时，同步可以确保数据的一致性。例如，在银行账户转账操作中，两个线程不能同时进行转账，否则可能会导致资金计算错误。 4. **同步的代价**： 尽管同步提供了安全性，但它也引入了性能开销，因为线程必须等待获取锁才能执行同步方法。因此，应谨慎使用`synchronized`，只对确实需要保护的代码块或方法进行同步，避免不必要的阻塞。 5. **监视器对象**： 每个Java对象都有一个内置的监视器锁，这就是为什么你可以使用任何对象作为`synchronized`代码块的锁。当一个线程进入`synchronized`代码块或者方法时，它会获取该对象的锁，其他线程必须等待释放锁后才能进入。 6. **死锁和活锁**： 虽然同步有助于防止数据不一致性，但如果不正确地使用，也可能导致死锁（两个或更多线程互相等待对方释放资源而无法继续执行）或活锁（线程不断地尝试获取锁但始终无法成功，导致无限期等待）。 7. **可重入性**： Java中的`synchronized`锁是可重入的，意味着一个线程已经持有锁的情况下，可以再次请求同一锁，不会发生死锁。这是为了允许方法嵌套调用，以及单线程执行递归操作。 8. **volatile变量与`synchronized`**： `volatile`关键字也是用来处理多线程共享变量的，但它不提供互斥访问。然而，当volatile变量与`synchronized`一起使用时，可以提供一种轻量级的同步机制。 9. **锁优化**： Java 5及以后的版本引入了更高级的锁机制，如`java.util.concurrent.locks`包中的`ReentrantLock`，它提供了更细粒度的控制和额外的功能，如可中断的锁等待和公平锁策略。 10. **线程通信**： `wait()`, `notify()`和`notifyAll()`这些方法通常与`synchronized`一起使用，它们提供了线程间的通信能力，允许一个线程在适当的时候释放锁并等待其他线程执行特定操作后再继续。 理解并正确使用Java中的同步方法对于编写健壮的多线程应用程序至关重要。在实际编程中，开发者需要根据具体场景选择合适的同步策略，以平衡性能和安全性。